Fenntartható fejlődés és atomenergia 9. előadás A villamosenergia-rendszer felépítése és működése A villamosenergia-termelés egységköltsége Hazai nukleáris létesítmények és ellenőrzésük A villamosenergia-rendszer felépítése és működése A villamosenergia-termelés egységköltsége Dr. Aszódi Attila, Yamaji Bogdán BME NTI 1 2 Villamos energia Az erőművek fő feladata, hogy a természetben előforduló energiahordozókat jobban hasznosítható, nemesített energiahordozókká (hő, mechanikai ill. elektromos energiává) alakítsák Villamos energia: általánosan felhasználható (világítás, fűtés, közlekedés, mozgatás, hűtés), fogyasztása jól szabályozható, egyszerűen szállítható előállítási költsége nagy, környezetszennyező, nem tárolható A villamosenergia-rendszer (VER) Történelem XIX. sz. vége: horizontális és vertikális fejlődés (új fogyasztók bekapcsolása ill. a meglévő hálózatokon az ellátás mélyítése) Magyarország : 1882: Temesvár (az első európai erőmű!) 1920-as évekig: bányaerőművek, kis vízerőművek II. vh. után: egységes VER kiépítése főleg szénbázisú erőművekkel (Mátra, Ajka, Inota) 1960-70: szénhidrogén alapú erőművek (Dunamenti, Tiszai) 1984-87: Paks 2000-es évek: kombinált ciklusú alaperőművek 3 4
A villamosenergia-rendszer (VER) Nemzetközi együttműködő erőműrendszerek: 1993-ig: KGST VERE (villamosenergia-rendszerek együttműködése). Magyarország is tagja volt. Megszűnése után: CENTREL (Lengyelo., Cseho., Szlovákia, Magyaro., Németo. keleti része). Központja Prágában található (CDO). Nyugat-Ukrajna, Bulgária és Románia is egy rendszerben maradt. Európai hálózat: UCPTE 1999-től UCTE 2009-től ENTSO-E. Magyarország villamosenergia-rendszere 1996 óta jár ezzel párhuzamosan. A M A G Y A R V I L L A M O S E N E R G I A - R E N D S Z E R ( V E R ) 5 6 2 0 1 0. É V I S T A T I S Z T I K A I A D A T A I - MAVIR A villamosenergia-rendszer (VER) Német szél az európai rendszerben a 21 500 szélturbina 1/3-a a keleti régióban a helyi hálózatrendszer rendszeres túlterhelése többlet exportja a szomszédos hálózatokba: Lengyelország, Csehország, nyugat-német régiók, stb. ezek többnyire előre be nem jelentett szállítások veszélyeztetik az érintett hálózatok stabilitását hálózatfejlesztés szükséges fosszilis tartalékok megnövelése kiesés esetén rendkívül drága import vészhelyzetben (3000 EUR/MW, kb. a piaci ár 50-szerese) A villamosenergia-rendszer (VER) Erőművek csoportosítása: több szempont szerint lehetséges Közcélú Feladata egy ország/régió ipari v. kommunális fogyasztóinak ellátása Kooperáló Része az országos VERnek, teherelosztását diszpécserközpont végzi Ipari (nem közcélú) Feladata elsődlegesen egy ipari üzem ellátása Nem kooperáló Nem része a VER-nek, ipari üzemet szolgál ki 7 8
A villamosenergia-rendszer (VER) Erőművek csoportosítása: Felhasznált tüzelőanyag fajta alapján: szén szénhidrogén nukleáris megújuló Kapcsolás alapján: Kondenzációs erőmű (KE) Fűtőerőmű (FE) Fűtőmű (FM) energiaforrásokat hasznosító erőművek A villamosenergia-rendszer (VER) Erőművek csoportosítása: kihasználás alapján: Alaperőmű (pl. paksi atomerőmű): csúcskihasználási időtartama több, mint 5500 óra, korszerű, jó hatásfokú, olcsón üzemelő erőművek. Menetrendtartó erőművek (pl. Mátrai, Dunamenti) követik a villamosenergia-igény változásait, terhelésük rugalmasan, tág határok között változtatható időnként a régebbi alaperőműveket alakítják át ilyenné Csúcserőművek: villamos csúcsfogyasztás időszakában üzemelnek csúcskihasználási óraszámuk 1500-2000 óra alacsony beruházási költségű erőművek (de drágán üzemelnek) 9 10 A magyar villamosenergia-rendszer A magyar villamosenergia-rendszer Bakonyi Erőmű Rt. Ajka Vértesi Erőmű Rt. Bánhida Oroszlány Inota Dorog Tbánya Mátrai Erőmű Rt. Budapesti Erőmű Rt. Dunamenti Erőmű Rt. Borsod Tisza I. II. Tiszai Erőmű Rt. Paksi Atomerőmű Rt. Pécsi Erőmű Rt szén szénhidrogén atom A MAGYAR VILLAMOSENERGIA-RENDSZER 2008. ÉVI STATISZTIKAI ADATAI - MVM 11 12
A magyar villamosenergia-rendszer Villamosenergia-termelés energiahordozó szerinti összetétele Magyarországon megújuló 2001 2004 nukleáris 0,5% 22,8% 0,6% 24,8% 35,1% 2,3% 24,4% földgáz 13 olaj szén A MAGYAR VILLAMOSENERGIA-RENDSZER 2008. ÉVI STATISZTIKAI ADATAI - MVM 39,6% szén folyékony tüzelőanyag atomenergia vízenergia földgáz megújuló 11,8% 14 0,6% szén folyékony tüzelőanyag atomenergia vízenergia földgáz megújuló 35,3% 2,2% 100% 90% 80% Energiahordozó-szerkezet nemzetközi összehasonlításban A primer energiahordozók részaránya a villamosenergia- 0% 1% termelésben néhány EU tagállam esetén (2003) 3% 0% 1% 0% 2% 3% 0% 2% 4% 11% 15% 11% Energiahordozó-szerkezet nemzetközi összehasonlításban 70% 60% 50% 40% 67% 65% 78% 59% 75% 82% 67% egyéb megújuló víz fosszilis nukleáris 30% 20% 10% 32% 28% 40% 23% 31% 0% 0% 0% Magyarország Németország Franciaország Ausztria Nagy-Britannia Olaszország Csehország A MAGYAR VILLAMOSENERGIA-RENDSZER 2008. ÉVI 15 STATISZTIKAI ADATAI - MVM 16
Áramtermelés és -fogyasztás folyamatábrája, 2010 A MAGYAR VILLAMOSENERGIA-RENDSZER 2008. 17ÉVI STATISZTIKAI ADATAI - MVM A M A G Y A R V I L L A M O S E N E R G I A - R E N D S Z E R ( V E R ) 2 0 1 0. É V I S T A T I S Z T I K A I A D A T A I - MAVIR 18 Áramexport és -import 2010-ben A M A G Y A R V I L L A M O S E N E R G I A - R E N D S Z E R ( V E R ) 2 0 1 0. É V I S T A T I S Z T I K A I A D A T A I - MAVIR Napi terhelési görbék a legnagyobb terhelésű napokon és az import szaldó Szállítás és elosztás Villamos energia szállítása különböző feszültségszinteken. Ez alapján a következőket különböztetjük meg: alaphálózat főelosztó középfeszültségű hálózat kisfeszültségű hálózat A MAGYAR VILLAMOSENERGIA-RENDSZER 2008. ÉVI STATISZTIKAI ADATAI - MVM 19 A M A G Y A R V I L L A M O S E N E R G I A - R E N D S Z E R ( V E R ) 2 0 1 0. É V I S T A T I S Z T I K A I A D A T A I - MAVIR 20
Szállítás és elosztás Alaphálózat: a hálózat azon részei, amelyek az alaperőműveknek az országon belüli vagy nemzetközi kooperációjára szolgálnak; az alaperőműből vagy a nemzetközi csomópontokból a villamos energiának a főelosztó hálózatok felé való átvitelére szolgálnak. A magyar VER-ben ide tartozik a 750 (nemzetközi kooperációs), a 450 és a 220 kv-os vezetékrendszer. Az alaphálózaton kooperálnak a magyar VER nagyerőművei. Főelosztó hálózat Szállítás és elosztás A 120 kv-os szabadvezetékes, a 120 és 35 kv-os kábeles hálózat tartozik ide. Az MVER kisebb erőművei (<100 MW) és a nem közcélú erőművek kooperálnak ezen. Elosztó hálózat 20 kv-os szabadvezetékes, 10 és 20 kv-os kábeles hálózat. középfeszültségű hálózat 21 22 Szállítás és elosztás Kisfeszültségű hálózat: a villamos energiának a lakossági fogyasztókhoz való továbbítására szolgál. Feszültségszintje 380 V. Állomás: csatlakozások, leágazások. Itt csak az villamos energia áramlás iránya változik meg. Alállomás: megváltozik a villamosenergiatovábbítás feszültségszintje is Szállítás és elosztás A teherelosztás célja a mindenkor elérhető legkisebb önköltség, figyelemmel a korlátozó és határfeltételekre. Többszintű rendszer: országos szinten az Országos Villamos Teherelosztó (OVIT) koordinálja területi áramszolgáltatóknál: KDSZ (körzeti diszpécser szolgálatok) elosztóhálózatokat ÜIK-ok (üzemirányító központok) koordinálják teljes árampiaci liberalizáció 2008. január 1. 23 24
Szállítás és elosztás Villamosenergia-igények Energiatermelésnek és fogyasztásnak mindig egyensúlyban kell lennie Fogyasztói igények változását terhelési diagramokkal szemléltetik. 6000 Nyári nap 6000 Téli nap 4000 4000 2000 2000 A M A G Y A R V I L L A M O S E N E R G I A - R E N D S Z E R ( V E R ) 2 0 1 0. É V I S T A T I S Z T I K A I A D A T A I - MAVIR 25 26 0 6 12 18 24 0 6 12 18 24 A VER terhelése nyáron és télen Villamosenergia-igények A M A G Y A R V I L L A M O S E N E R G I A - R E N D S Z E R ( V E R ) 2 0 1 0. É V I S T A T I S Z T I K A I A D A T A I - MAVIR 27 28
6000 Villamosenergia-igények Villamosenergia-igények Teljesítmény-tartamdiagramok (röviden tartamdiagramok): a terhelés alakulása az időtartam (τ) függvényében 6000 P cs τ1 τ 2 1 τ 2 τ + 4000 P min 4000 J F M Á M J J A S O N D A csúcsterhelések napi maximumai éves szinten 2000 0 6 12 18 24 0 6 12 18 24 idő időtartam Tartamdiagram és szerkesztése terhelési diagram alapján Forrás: Bihari P. 29 30 Villamosenergia-igények Évi csúcskihasználási időtartam (τ cs ): az az időtartam, ami alatt az évi villamos energiát (E) állandó P cs csúcsterhelés mellett igényelnénk: E=P cs *τ cs Hasonlóan értelmezhető a beépített teljesítményre (τ BT ) P P BT P cs τ BT τ cs csúcserőművek menetrendtartóerőművek alaperőművek τ Villamosenergia-igények Évi csúcskihasználási tényező: az évi csúcskihasználási időtartam (τ cs ) az év időtartamára vonatkoztatva: ν cs = τ cs / τ a < 1 Az évi csúcskihasználási tényező más néven: load-factor Fenntartható fejlődés és atomenergia Eltérő Dr. Aszódi funkciójú Attila, BME NTI erőművek éves tartamdiagramja 31 32
Villamosenergia-igények A teljesítménymérleg A termelés és az igények egyensúlyban tartásához szükség van az igények és a termelés várható értékeinek előrejelzésére Igények előrejelzése: korábbi terhelési- és tartamdiagramokból statisztikai módszerrel (1-2 %-os hibával működik) Termelés előrejelzése: a beépített teljesítmény ismert, a különböző hiányokat kell előre megbecsülni 33 34 A teljesítménymérleg Állandó jellegű hiányok (ÁH) ill. többletek (min. 12 hónapig állandó): A tartósan leállított berendezések teljesítménye Állandó jellegű gőzhiány Hőszolgáltatás miatti tartós hiány Hűtési elégtelenségek miatti tartós teljesítményhiány Tartós vízhiány miatti teljesítmény-csökkenés (vízerőművek) Tüzelőanyag minőségének a tervezettől való eltérése Tartósan fenntartható túlterhelés miatti teljesítőképesség növekedés A teljesítménymérleg Igénybevehető teljesítőképesség: P IT = P RT - P TMK Üzembiztosan igénybevehető teljesítőképesség: P ÜIT = P IT - P ÜT Üzembiztosan kiadható teljesítőképesség: P ÜIT, ki = P ÜIT - P ε Változó jellegű teljesítőképesség hiányok és többletek (VH): hőszolgáltatással kapcsolatban következik be, vagy időjárási okok váltják ki. ahol P RT a rendelkezésre álló teljesítőképesség P TMK a karbantartáson levő egységek teljesítménye P ÜT az üzemi tartalék P ε az önfogyasztás által lekötött teljesítőképesség 35 36
A teljesítménymérleg A teljesítménymérleg Beépített teljesítőképesség Állandó hiány Rendelkezésre álló beépített telj. Változó hiány Rendelkezésre álló teljesítőképesség Karbantartásra kivett egységek Igénybevehető teljesítőképesség Üzemi tartalék Üzembiztosan igénybevehető telj. Önfogyasztás által lekötött teljesítmény Üzembiztosan kiadható teljesítőképesség 37 38 A villamosenergia-rendszer teljesítőképessége 2010-ben Tartalékok A nagy, összekapcsolt hálózatokban résztvevő társaságok közös érdek alapján határozzák meg a minimális tartalékokat. Ahol a megújuló energiák aránya magas, ezek alacsony rendelkezésre állása miatt nagyobb tartalékkapacitásra van szükség. A M A G Y A R V I L L A M O S E N E R G I A - R E N D S Z E R ( V E R ) 2 0 1 0. É V I S T A T I S Z T I K A I A D A T A I - MAVIR 39 40
Tartalékok Lehetőleg mindig fenn kell tartani a termelés és az igények közti egyensúlyt. Ha az egyenlőség nem áll fenn, a hálózati frekvencia változik. Ennek elkerüléséhez frekvenciaszabályozókat építenek a villamosenergia-rendszerbe, a szabályozáshoz azonban tartalékokra van szükség. Tartalék: Tartalékok beépített teljesítőképesség növelése vagy fogyasztói korlátozás önkéntes alapon (ritkán alkalmazzák) Fajtái: Hideg tartalék: üzemkész, de álló helyzetű turbógépcsoport Meleg tartalék: a turbógépcsoport már szinkronban jár a hálózattal, de teljesítménye még nem érte el teljesítőképességének maximumát. 41 42 Tartalékok Azonnal igénybe vehető tartalék: 1-10 másodpercen belül rendelkezésre állnak Forgó tartalékok, automatikus aktiválással Gyorsan igénybe vehető tartalék: 1-10 percen belül állnak rendelkezésre Általában meleg tartalékok, de lehet álló gázturbinás vagy vízerőművi egység is. Lassan igénybe vehető tartalék: 1-10 órán belül állnak rendelkezésre Hideg tartalékok hagyományos erőművekben Tartalékok primer szabályozási tartalék: a rendszer egyensúlyát (frekvenciáját) stabilizálja egy megváltozott üzemállapotban szekunder szabályozási tartalék: a rendszer frekvenciáját, vagy az együttműködő rendszerek csereteljesítményét állítja vissza az eredeti értékre tercier szabályozási tartalék: a rendszer legkisebb energiaköltségű munkapontját állítja be 43 44
Tartalékok A frekvencia időbeni változása hirtelen kiesés után a primer szabályozás hatására Tartalékok A szekunder szabályozás feladata, hogy a maradó f frekvencia-eltérést megszüntetve visszaállítsa az 50 Hz-es frekvenciát Ez - ellentétben a primer szabályozással - minden résztvevőnek egyéni feladata Szekunder szabályozás: a kiesett P A teljesítményt pótolva visszaállítani a frekvenciát és a csereteljesítmény értékét az eredeti értékre. Többnyire forgó, vagy gyorsan aktivizálható álló tartalékok. 45 46 Tartalékok Tartalékok Tercier szabályozás: a primer és a szekunder szabályozásban résztvevő egységek munkapontját hozza (automatikusan vagy kézi beavatkozással) a legkisebb költséget eredményező helyzetbe. Cél: a megfelelő szekunder tartalék kielégítő módon és gazdaságilag optimálisan álljon rendelkezésre. Emiatt a tercier szabályozás alapvetően teherelosztási feladat. Pl.: erőművi egységek ki/be kapcsolása rendszerszintű fogyasztók ki/be kapcsolása fogyasztói csoportok terhelésének vezérlése 47 48
Az erőművek költségei Az erőművi villamosenergiatermelés költségei 49 50 Az erőművek költségei Az erőművek költségei VER bővítésekor (új erőmű v. régi bővítése) beruházási költség (tőke befektetési költség, Ft/kW): az erőmű építésének egyszeri költségét jelenti energiafejlesztési költség (Ft/kWh): magában foglalja a villamosenergia-fejlesztés teljes költségét üzemanyag költség működtetési és karbantartási költség (Ü&K) Villamosenergiafejlesztés költsége Üzemeltetési költség Beruházási költség Változó költség Állandó költség Állandó beruházási költség Változó tüzelőanyag költség Változó Ü&K költség Állandó tüzelőanyag költség Állandó Ü&K költség Adók és Biztosítás Amortizáció Beruházás megtérülése Egyéb állandó költség Költségek másféle felosztása: állandó és változó költség A villamosenergia-termelés költségnemei 51 52
Pl.: atomerőmű Az erőművek költségei beruházási költség nagyon magas üzemanyag költség alacsony Szénhidrogén tüzelésű erőmű beruházási költség alacsony üzemanyag költség magas Az erőművek költségei A villamos energia egységköltsége az éves költségek és a kiadott villamos energia mennyiségének hányadosa: C Ca Cv Ca C p ü α a PBT Q k = = + + = ka + kü = + E E E E E E η a = B 0 / P BT a fajlagos beruházási költség, p Q =p ü /H ü a tüzelőanyag hőára,, ahol E=P cs *τ cs az éves szinten kiadott villamos energia, az erőmű évi átlagos hatásfoka, η KE KE n 1 p α 1 = i n az évi kamatos leírási tényező (annuitás). = i= (1 + p) 1 (1 + p ) 1 53 54 1 A magyar villamosenergia-rendszer Hazai termelői áramárak 2004-ben Árampiac Magyarországon Teljes árampiaci liberalizáció 2008. január 1-től HUPX villamosenergia-tőzsde 2010. július 20-tól. (akár másnapi szállításra vonatkozó kötések áramtermelők és villamosenergiakereskedők között Kivétel a kapcsoltan termelt illetve a megújuló forrásokból előállított áram. Ezeket a MAVIR köteles a Villamos Energia Törvényben (VET) előírt áron átvenni. A többletköltségeket szétosztják a fogyasztókra. Egyetemes szolgáltatásra jogosult fogyasztók: megkülönböztetett csoport, tipikusan a lakosság piaci hatásoktól bizonyos mértékig védettek. Lehetőség a szabályozott árú áram vételére Hatályos magyar árampiaci modell Forrás: Magyar Energia Hivatal Adatok forrása: www.eh.gov.hu 55 56
Árampiac Magyarországon, 2010 A magyar villamosenergiarendszer összes villamosenergia-felhasználása 2010-ben: 39 TWh Hazai termelés: 33,8 TWh Villamosenergia-fogyasztás: 34,7 TWh Bruttó erőművi teljesítőképesség: 9.317 MW A rendszer legmagasabb csúcsterhelése 6.560 MW Import legjelentősebb szereplői: Szlovákia, Ukrajna. Magyarországon felhasznált villamos energia forrásszerkezete, 2010 Forrás: Magyar Energia Hivatal 57 Hazai nukleáris létesítmények Hazai nukleáris létesítmények BME Oktatóreaktor - NTI Budapest Kutatóreaktor - KFKI A paksi atomerőmű Kiégett Kazetták Átmeneti Tárolója (KKÁT) Bátaapáti hulladéktároló (LLW, MLW) Püspökszilágyi hulladéktároló Hatóság Központi Nukleáris Pénzügyi Alap A paksi atomerőmű üzemidő-hosszabbítás bővítés 58 BME Oktatóreaktor BME Nukleáris Technikai Intézet, Atomenergetika Tanszék Oktatási és kutatási célú reaktor, 1971 óta üzemel névleges hőteljesítmény:100 kw Oktatás: BME Oktatóreaktor mérnök-fizikus, fizika BSc, MSc gépész, vegyész, villamosmérnök, energetika BSc, MSc külföldi diákok, nemzetközi tanfolyamok (ENEN, ATHENS) látogatócsoportok: évente ~3000 fő 59 60
Kutatás: reaktorfizika termohidraulika radiokémia sugárvédelem BME Oktatóreaktor atomenergia rendszerek nukleáris méréstechnika és műszerfejlesztés Budapesti Kutatóreaktor - KFKI 1959 óta üzemel felújítás és teljesítmény-növelés kezdete 1986-ban, 1993 óta folyamatos üzem 10 MW névleges teljesítménnyel Főleg kutatási célú reaktor - Budapest Neutron Centre További feladatok: Izotópgyártás, neutron radiográfia, anyagvizsgálat, oktatás 61 62 Budapesti Kutatóreaktor - KFKI Kutatás: anyagtudomány, radiokémia, besugárzásos biológiai kutatások, reaktortechnika Budapesti Kutatóreaktor - KFKI http://148.6.176.241 63 64
A paksi atomerőmű A paksi atomerőmű 4 darab, eredetileg egyenként 440 MW villamos teljesítményű blokkja 1983 és 1987 között lépett üzembe Jelenleg: 4x500 MW Az üzembe helyezés óta alaperőműként működő atomerőmű az ország villamosenergia-igényének ~34%-át fedezi. 65 66 A paksi atomerőmű VVER-440 típusú reaktor nyomottvizes reaktor reaktoronként hat hűtőkör hatszöges elrendezés a zónában biztonsági védőköpeny (hermetikus tér és lokalizációs torony) Kiégett Kazetták Átmeneti Tárolója GEC ALSTHOM száraz tároló rendszere 1997 óta működik, jelenleg a Radioaktív Hulladékokat Kezelő Közhasznú Nonprofit Kft. üzemelteti paksi telephelyén 67 68
Kiégett Kazetták Átmeneti Tárolója Az atomerőmű üzembe helyezésekor a kiégett üzemanyagot a Szovjetunió térítésmentesen visszavette, ahol azt elvileg újrafeldolgozták és a feldolgozás minden végterméke a Szovjetunióban maradt. Ez egyedülálló szolgáltatás volt Magyarország számára. Később a helyzet megváltozott, a szerződést a Szovjetunió egyoldalúan módosította és az idők folyamán a visszaszállításért egyre magasabb árat kért. Ezért a kilencvenes évek elején döntés született arról, hogy valós hazai alternatívát kell a visszaszállítás lehetősége mellé állítani. Kiégett Kazetták Átmeneti Tárolója Moduláris felépítésű, újabb modulok építésével képes a paksi atomerőmű teljes élettartama során keletkezett kiégett fűtőelem-kazetták biztonságos tárolására ötven évig. képek: www.rhk.hu 69 70 Bátaapáti radioaktívhulladék-tároló Nemzeti Radioaktívhulladék-tároló atomerőművi kis és közepes aktivitású radioaktív hulladék tárolására szilárd hulladék fémhordókban folyékony hulladék kondicionálás/szilárdítás után a paksi atomerőmű teljes üzemideje alatt keletkező LLW és MLW végleges elhelyezésére 2008 óta fogad hulladékot (várhatóan) 2010-re két tárolókamra lesz kiépítve Bátaapáti radioaktívhulladék-tároló Forrás: Nős Bálint, RHK Kft 71 72
Bátaapáti radioaktívhulladék-tároló képek: www.rhk.hu RHK Püspökszilágyi Telephely Püspökszilágyon 1976. december 22-én készült el a 3540 m 3 kapacitású - majd később 5000 m 3 -re bővített - Radioaktív Hulladék Feldolgozó és Tároló (RHFT) létesítmény. Az első szállítmányt 1977 márciusában fogadta. A létesítmény bővített tárolókapacitása összesen 5030 m 3. 73 74 RHK Püspökszilágyi Telephely Felszín közeli tároló, betonmedencés, csőkutas kialakítás "A" típusú tárolók: szilárd hulladékok hordós és zsákos csomagolásban, egyéb szilárd hulladék (építési törmelék, talaj stb.), biológiai hulladék, szennyvíz és zárt sugárforrások. "B" és "D" típusú tárolók: betonba ágyazott saválló csövek a kis- és közepes, valamint nagy aktivitású zárt gamma sugárforrások végleges elhelyezésére. "C" típusú tároló: 8 db 1,5 m 3 -es térfogatú vasbeton egység, kovafölddel felitatott szerves oldószerek végleges tárolására. A kialakuló hézagok kitöltése folyékony betonnal történik. RHK Püspökszilágyi Telephely Orvosi, ipari, oktatási, kutatási tevékenység során keletkező radioaktív hulladékok tárolása. PAE üzemelése során korábban termelődött kis- és közepes aktivitású hulladékok (ma már nincs beszállítás) KFKI Reaktor rekonstrukciója során keletkezett hulladékok, stb. 75 76
Az atomenergia alkalmazásával kapcsolatos hatósági rendszer A hatáskör megoszlik az ágazatok között: Nukleáris létesítményekkel kapcsolatos engedélyezés, felügyelet: OAH. Egészségügyi Minisztérium az ÁNTSZ útján látja el a sugárvédelemmel, a radioaktív anyagokkal, s az azokat tartalmazó berendezésekkel, az ionizáló sugárzást kibocsátó berendezésekkel és létesítményekkel, valamint a radioaktív hulladékokkal és tárolókkal összefüggő hatósági feladatokat. A Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium felügyelete alatt működő környezetvédelmi és vízügyi szakhatóságok az illetékességi körükbe tartozó kérdéseket engedélyezik. Az atomenergia alkalmazásával kapcsolatos hatósági rendszer Fizikai védelem, rendészet (BM), baleset-elhárítás (Katasztrófavédelem) stb. megoszlik több minisztérium és szervezet között. Az atomenergia alkalmazásával kapcsolatos jogszabályokat az Országgyűlés, a kormány és az érintett miniszterek adják ki. A hatósági rendszert az Atomenergia Koordinációs Tanács hangolja össze, tagjai az atomenergiáról szóló törvény szerinti hatósági feladatokat ellátó minisztériumok és központi közigazgatási szervek vezető tisztségviselői, elnöke az OAH főigazgatója. 77 78 Az atomenergia alkalmazásával kapcsolatos hatósági rendszer Az OAH-t 2003. augusztus 1-től a gazdasági és közlekedési miniszter helyett a belügyminiszter felügyelte. (EU-s jogharmonizáció miatti váltás.) 2003. októbertől az igazságügyi miniszter. Jelenleg (2010. november) tárcafelelősségétől függetlenül a Nemzeti Fejlesztési Miniszter felügyeli. Országos Atomenergia Hivatal (OAH) Az OAH az atomenergia békés célú alkalmazása területén a Kormány irányításával működő, önálló feladattal és hatósági jogkörrel rendelkező közigazgatási szerv. Alapvető törvényi feladata az atomenergia biztonságos alkalmazásának, különösen a nukleáris anyagok és létesítmények biztonságának, a nukleáris fegyverek elterjedésének megakadályozására létrejött atomsorompó rendszer működtetésének, ellenőrzésének, továbbá a nukleáris balesetelhárítási rendszerrel kapcsolatos hatósági feladatok ellátásának, valamint az ezekkel összefüggő tájékoztatási tevékenységnek az összehangolása illetve ellátása. Az OAH főigazgatóját és helyetteseit a miniszterelnök nevezi ki és menti fel. 79 80
OAH fő feladatai A nukleáris biztonsággal kapcsolatos szabályozási, engedélyezési és felügyeleti feladatok. A nukleáris anyagok nyilvántartása és ellenőrzése. Radioaktív anyagok regisztrálása, szállításának és csomagolásának jóváhagyása. Az OAH feladatkörébe tartozik a Központi Nukleáris Pénzügyi Alap kezelése. OAH egyéb kötelezettségei Nukleáris biztonságra vonatkozó irányelvek kialakítása; nemzetközi kapcsolatok a NAÜ-vel és más nemzetközi szervezetekkel, kétoldalú kapcsolatok; a nukleáris biztonságra vonatkozó kutatási és fejlesztési tevékenység; a nukleáris témákkal összefüggő nemzetközi konvenciók előírásainak végrehajtása; nukleáris baleset-elhárítással összefüggő feladatok (forrástag meghatározás, helyzetértékelés, gyorsértesítés); lakossági tájékoztatás. 81 82 OAH Nemzetközi tevékenysége Magyarország a NAÜ tagja 1957 óta OECD NEA tagja 1996 óta 8 nemzetközi konvenció az alábbi témákban: Nukleáris fegyverek elterjedésének megakadályozása Gyorsértesítés és segítségnyújtás nukleáris baleset esetén Nukleáris Biztonsági konvenció 13 országgal bilaterális együttműködési szerződés Ausztria, Kanada, Csehország, Horvátország, Franciaország, Németország, Románia, Oroszország, Szlovákia, Szlovénia, Ukrajna, Egyesült Királyság, USA. AER, NERS, WENRA Törvényi háttér az OAH működéséhez Atomtörvény CXVI/1996 december 87/1997 (V.28.) Kormányrendelet: OAH törvényi státuszát határozza meg. (108/1997. (VI.25.) Korm. Rendelet az Országos Atomenergia Hivatal eljárásáról a nukleáris biztonsággal összefüggő hatósági ügyekben.) 114/2003.(VII.29.) Korm. Rendelet az Országos Atomenergia Hivatal feladatáról, hatásköréről és bírságolási jogköréről, valamint az Atomenergia Koordinációs Tanács tevékenységéről. 89/2005. (V. 5.) Korm. Rendelet a nukleáris létesítmények nukleáris biztonsági követelményeiről és az ezzel összefüggő hatósági tevékenységről a nukleáris biztonsággal összefüggő hatósági ügyekben (a 249/2005. (XI. 18) Korm. rendeletben történt módosításokkal) 83 84
Törvényi háttér II. A (108/97) 89/2005 Kormányrendelet mellékleteke: Nukleáris Biztonsági Szabályzatok (NBSZ): Vol. 1. Atomerőműre vonatkozó hatósági eljárások Vol. 2. Atomerőművek minőségbiztosítási szabályzata Vol. 3. Atomerőművek tervezésének általános követelményei Vol. 4. Atomerőművek üzemeltetésének biztonsági követelményei Vol. 5. Kutatóreaktorok nukleáris biztonsági szabályzata Vol. 6. Kiégett nukleáris fűtőelemek átmeneti tároló létesítményének biztonsági szabályzata Vol. 7. Meghatározások Az OAH az NBSZ követelmények teljesítéséhez Irányelvekben ad (nem kötelező jellegű) ajánlásokat. Központi Nukleáris Pénzügyi Alap Az atomtörvénynek megfelelően 1997 óta működik a Központi Nukleáris Pénzügyi Alap, amelyből az atomerőmű leszerelését, továbbá a működés közben keletkező radioaktív hulladékok végleges elhelyezését, a kiégett üzemanyag átmeneti és végleges elhelyezését finanszírozzák. Az Alapba a paksi atomerőmű által teljesítendő éves befizetések mértékét az éves költségvetési törvény határozza meg a Radioaktív Hulladékokat Kezelő Közhasznú Társaság által készített, és az Országos Atomenergia Hivatal valamint a Magyar Energia Hivatal által véleményezett költségbecslés alapján. A költségbecslés úgy készül, hogy az atomerőmű működési ideje alatt összegyűljön nemcsak a működési ideje alatt, hanem az erőmű leállítása után felmerülő ráfordítások fedezete is. 85 86 Központi Nukleáris Pénzügyi Alap A Paksi Atomerőmű Zrt. befizetései az alapba: 1998 7,4 milliárd Ft 1999 9,2 milliárd Ft 2000 9,3 milliárd Ft 2001 14,8 milliárd Ft 2002 17,2 milliárd Ft 2003 23,8 milliárd Ft 2004 24,0 milliárd Ft 2005 23,7 milliárd Ft 2006 22,8 milliárd Ft 2007 22,8 milliárd Ft 2008 22,8 milliárd Ft 2009 22,8275 milliárd Ft (2012-ig állandó) egyenleg (2012.01.01.): 185,705 Mrd Ft Atomerőmű elfogadtatása az EU-ban, elvárások A korábbi vizsgálatokban soha nem merült fel az EU részéről, hogy a PA Rt. nem felelne meg az európai előírásoknak és elvárásoknak. Ezzel szemben az EU kérésére leállítandó 2006-ig: Bohunicei Atomerőmű (Szlovákia) 1. és 2. blokkja, Kozloduji Atomerőmű (Bulgária) 1-4. blokkja (1.-2. blokk már 2002-ben leállt, 3.-4. blokk 2005-2006-ban). Paksi Atomerőmű Rt. biztonságnövelő intézkedései: földrengés biztonság növelése, biztonságvédelmi rendszerek rekonstrukciója, egyéb berendezések cseréje, rekonstrukciója. 87 88 60 milliárd forint
Biztonság Ellátásbiztonság Az atomerőmű stabilan működő alaperőmű, ami nagy kihasználási óraszámmal üzemeltethető. Az urán piaca folyamatosan kiegyensúlyozott, nem követi az olajár hisztérikus változásait. Az urántermelés fő részét politikailag stabil országok adják (Kanada, Ausztrália, USA). Az üzemanyag kazetták beszerzése diverzifikálható (ha kell, orosz, angol vagy amerikai gyártót is választhatunk). Több éves hasadóanyag készlet tárolása egyszerűen és kis helyigénnyel megoldható. Biztonság Nukleáris biztonság A paksi atomerőműben lezajlott 60 milliárd forintos biztonságnövelő programot a nyugati országok szakértői is teljes mértékben elismerik. A nemzetközi szakértők megállapították, hogy ennek a programnak a végigvitele után a paksi műszaki rendszer biztonsági színvonala teljes egészében megfelel a hasonló korú nyugati erőművek biztonságának. Az EU csatlakozási tárgyalások során fel sem merült az atomerőmű, mint esetlegesen problematikus kérdés. 89 90 Az üzemidő-hosszabbítás A paksi atomerőmű a hazai villamos energia igény közel ~34%-át adja. Ekkora alapterhelést gazdaságosan más forrásból jelenleg az ország nem tudna előteremteni, ezért stratégiai érdek fűződik az üzemidő-meghosszabbításához. Kormányzati és parlamenti támogatás az üzemidőhosszabbítási törekvésekhez és elvi engedély a Bátaapáti kis- és közepes aktivitású hulladékok tárolójának létesítéséhez: 2005. november 21 (96,6%-os támogatás). Nyomottvizes atomerőművek biztonságos és gazdaságos élettartam hosszabbítási lehetőségeit alapvetően korlátozó berendezések Pakson jellemző adottságai REAKTORTARTÁLYOK DOMINÁNS ROMLÁSI FOLYAMAT: A ZÓNA MELLETTI TARTÁLYELEMEK GYORSNEUTRON SUGÁRZÁS MIATTI RIDEGEDÉSE 3-4. BLOKK 50 ÉV BEAVATKOZÁS NÉLKÜL BIZTOSÍTHATÓ 2. BLOKK 50 ÉV ZÓNA ÜZEMZAVARI HŰTŐRENDSZER MÓDOSÍTÁSSAL VALÓSZÍNŰSÍTHETŐ 1. BLOKK 40 ÉVET MEGHALADÓ ÜZEMELTETÉSHEZ HŐKEZELÉS IS VALÓSZÍNŰSÍTHETŐ GŐZFEJLESZTŐK DOMINÁNS ROMLÁSI FOLYAMAT: A HŐÁTADÓCSÖVEK SZEKUNDERKÖRI LOKÁLIS KORRÓZIÓS JELENSÉGEI 50 ÉV GŐZFEJLESZTŐ CSERE NÉLKÜL VALÓSZÍNŰSÍTHETŐ: SZEKUNDERKÖRI BEAVATKOZÁSOK HŐCSERÉLŐCSŐVEK NEM EGYENLETES ELOSZLÁSÚ ÉRZÉKENYSÉGE 10 %-OS DUGÓZÁSI TARTALÉK KORLÁT FELOLDHATÓ 91 92
Élettartam-hosszabbítás A műszaki és a gazdasági elemzés azt mutatja, hogy az élettartamhosszabbítás már 5,85 Ft/kWh áramár esetén megtérül. Ilyen körülmények között az atomerőmű blokkjainak 15-20 éves élettartam-hosszabbítását mindenképpen érdemes megvalósítani. (Ft/kW) BERUHÁZÁSI KIADÁSOK SZÉNTÜZELÉSŰ ERŐMŰ CCGT ÚJ ATOMERŐMŰ LÉTESÍTÉS PAKS PLUSZ 10 ÉV PAKS PLUSZ 20 ÉV 340 000 160 000 510 000 43 000 58 000 Új atomerőművi blokk(ok) 2008.04.14.: H/4858. számú országgyűlési határozati javaslat a 2007-2020 közötti időszakra vonatkozó energiapolitikai koncepcióról: 5. A Kormány kezdje meg az esetlegesen szükségessé váló, a jelenlegieket kiváltó új atomerőművi kapacitások döntés-előkészítő munkáit. A szakmai, környezetvédelmi és társadalmi megalapozást követően a beruházás szükségességére, feltételeire, az erőmű típusára és telepítésére vonatkozó javaslatait kellő időben terjessze az Országgyűlés elé. (Ft/kWh) KARBANTARTÁS ÜZEMELTETÉS PRIMERENERGIA KÖLTSÉG* ÖSSZES O&M KÖLTSÉG 1,32 0,71 1,90 2,84 2,84 3,38 5,67 0,80 0,83 0,83 4,70 6,38 2,70 3,67 3,67 * Közepes energia-áralakulás esetén 93 94 Új atomerőművi blokk(ok) 2009.03.30. (330-6-10): H/9173. számú országgyűlési határozati javaslat az atomenergiáról szóló 1996. évi CXVI. törvény 7. -ának (2) bekezdése alapján, a paksi atomerőmű telephelyén új atomerőművi blokk(ok) létesítésének előkészítését szolgáló tevékenység megkezdéséhez szükséges előzetes, elvi hozzájárulás megadásáról: Az Országgyűlés előzetes, elvi hozzájárulást ad az atomenergiáról szóló 1996. évi CXVI. törvény 7. -ának (2) bekezdése alapján összhangban a 2008-2020 közötti időszakra vonatkozó energiapolitikáról szóló 40/2008. (IV.17.) OGY határozat 12. f) pontjával, a paksi atomerőmű telephelyén új blokk(ok) létesítését előkészítő tevékenység megkezdéséhez. Új atomerőművi blokk(ok) A villamosenergia-igény növekedése várható, valószínű a villamos energia arányának növekedése az energiafelhasználáson belül. Beépített kapacitás bővítési igény 2030-ig 600-2600 MW között lehet. Figyelembe véve az elöregedett erőművek leállítási igényeit, 2030-ig 6000-8000 MW közötti új kapacitást kell megépíteni Ebből 2010-ig ~1300 MW-ot, 2010 és 2020 között~3200 MW-ot! www.reak.bme.hu/mtaeb - A paksi atomerőmű bővítésének lehetőségei" konferencia 95 96
Főbb ellenőrző kérdések 1. Ismertesse a magyarországi nukleáris létesítményeket! 2. Mi a funkciója a KKÁT-nak, miért jött létre? 3. Melyek az Országos Atomenergia Hivatal fő feladatai? 4. Mely kötetekből állnak a Nukleáris Biztonsági szabályzatok? 5. Mi a szerepe a Központi Nukleáris Pénzügyi Alapnak? 6. Milyen műszaki-biztonsági feltételek mellett lehet meghosszabbítani a paksi atomerőmű üzemidejét? 7. Sorolja fel a villamosenergia-rendszer alkotóelemeit és feladatát! 8. Ismertesse az erőművek különböző csoportosítási lehetőségeit (közcélú és ipari, üzemanyag szerint, kapcsolás szerint, kihasználás szerint) 9. Ismertesse Magyarország főbb villamosenergia-termelő erőműveit! 10. Ismertesse a magyar VER főbb termelési és fogyasztási adatait (összes felhasználás, bruttó fogyasztás, nettó termelés, import) és azok tendenciáit az utóbbi tíz évben! Főbb ellenőrző kérdések 11. Jellemezze a magyar villamosenergia-termelést energiahordozó-felhasználása alapján! 12. Ismertesse a magyar szállító és elosztó hálózatot és részeit: alaphálózat! 13. Ismertesse a magyar szállító és elosztó hálózatot és részeit: főelosztó és elosztó hálózat! 14. Ismertesse a magyar szállító és elosztó hálózatot és részeit: kisfeszültségű hálózat, állomások, alállomások! 15. Mi a teherelosztás! 16. Ismertesse a villamosenergia-igények jellemző változásait, napi, évszakos, évi szinten! 17. Készítsen tartamdiagramot egy napi terhelési diagram alapján! 18. Évi csúcskihasználási időtartam, csúcskihasználási tényező 19. Mi a teljesítménymérleg? Milyen paraméterek előrejelzésére van szükség az egyensúlyhoz? 20. Állandó jellegű hiányok, változó jellegű hiányok ismertetése 97 98 Főbb ellenőrző kérdések 21. Igénybe vehető, üzembiztosan igény bevehető, üzembiztosan kiadható teljesítő képesség ismertetése 22. A teljesítménymérleg időbeli alakulása (grafikon) 23. Tartalékok szerepe, fajtái 24. Azonnal, gyorsan, lassan igénybe vehető tartalékok 25. Primer szabályozási tartalékok 26. Szekunder szabályozási tartalékok 27. Tercier szabályozási tartalékok 28. Erőművek üzemeltetési költségei, azok jellemzése különböző erőművek esetén 29. Erőművek beruházási költségei, azok jellemzése különböző erőművek esetén 30. A villamos energia egységköltségének összetevői 31. A hazai termelői árak összehasonlítása 99